Come i sistemi primari guidano il successo della certificazione di costruzione verde

Le certificazioni di edifici verdi hanno trasformato in modo efficace l'industria delle costruzioni e il funzionamento. Standard come LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), BREEAM (Building Research Stabiliment Environmental Assessment Method), e WELL impostare i parametri di riferimento per la responsabilità ambientale, l'efficienza delle risorse e la salute degli occupanti.

Quali sono i sistemi primari nel contesto degli edifici verdi?

I sistemi primari si riferiscono all'infrastruttura di base che supporta le operazioni di costruzione quotidiana, regolano il clima interno, forniscono illuminazione, gestiscono l'uso dell'acqua e la potenza di alimentazione. Nella costruzione convenzionale, questi sistemi sono progettati per funzionalità di base e costi minimi di upfront.

Il ruolo dei sistemi HVAC nella certificazione

I sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria sono in genere i più grandi consumatori di energia negli edifici commerciali, che rappresentano circa il 40% dell'utilizzo totale dell'energia.

Efficienza energetica e riduzione dei carichi

I sistemi di flusso refrigerante ad alta efficienza, le pompe di calore e i sistemi di flusso refrigeranti variabili offrono lo stesso comfort termico con una potenza significativamente inferiore rispetto alle apparecchiature più vecchie. Ma l'efficienza da sola non è sufficiente. Le certificazioni verdi premiano i progetti che riducono il carico termico prima di dimensionare le apparecchiature.

Ventilazione e qualità dell'aria interna

I migliori tassi di ventilazione, la filtrazione avanzata (MERV 13 o superiore), e i sistemi di ventilazione controllati dalla domanda assicurano che gli occupanti respirino aria pulita evitando sprechi energetici. I ventilatori di recupero di calore e i ventilatori di recupero di energia catturano l'energia dall'aria di scarico alla precondizione in entrata aria fresca, una strategia che contribuisce direttamente sia ai crediti energetici che ai criteri sanitari occupanti.

Controllo termico

I sistemi HVAC Zoned con controllo individuale della temperatura, i pannelli di riscaldamento e raffreddamento radianti e i termostati intelligenti consentono una gestione precisa. La documentazione delle indagini di comfort termico e il monitoraggio continuo possono essere richiesti per la conformità del credito, quindi i sistemi devono essere progettati con le capacità di misurazione e verifica dall'inizio.

Sistemi di illuminazione: oltre il risparmio energetico

L'illuminazione si è evoluta da un semplice elemento di linea energetica in uno strumento strategico per il benessere degli occupanti e la certificazione di raggiungimento.

Tecnologia LED e efficienza luminosa

Il passaggio all'illuminazione a LED ha già ridotto il consumo energetico dell'illuminazione del 50 per cento o più rispetto ai sistemi fluorescenti. Gli apparecchi ad alta efficienza, combinati con sensori di occupazione e controlli di raccolta della luce del giorno, hanno ulteriormente incrementato i risparmi. LEED v4.1 e BREEAM hanno entrambi stabilito requisiti minimi di prestazione energetica per l'illuminazione che richiedono un'attenta selezione dell'apparecchio e la pianificazione del layout.

Illuminazione e integrazione

La raccolta di luce diurna utilizza fotosensatori per smaltire automaticamente le luci elettriche quando è disponibile una luce naturale sufficiente. Questa strategia riduce l'uso energetico mantenendo gli spazi confortevoli. I crediti richiedono spesso che almeno il 50 per cento della superficie occupata del pavimento abbia accesso alla luce diurna, misurata attraverso la simulazione o il test in loco.

Illuminazione e Performance Umani Circadian

WELL e alcuni crediti pilota LEED riconoscono ora l'importanza del design di illuminazione circadiano. I sistemi LED bianchi sintonizzabili che spostano la temperatura del colore durante la day— il raffreddamento al mattino, più caldo nella sera & mdash; supportano cicli naturali di sonno-wake. I sistemi primari devono includere l'infrastruttura di controllo per gestire questi cambiamenti automaticamente, consentendo il controllo manuale per la preferenza occupante.

Sistemi di gestione dell'acqua e crediti di certificazione

L'efficienza dell'acqua è una categoria fondamentale tra tutte le principali certificazioni di edifici verdi. I sistemi primari comprendono tutto, dalla fornitura e dalla distribuzione al drenaggio e al trattamento. Ogni goccia salvata contribuisce al raggiungimento del credito e alla riduzione dei costi di utilità a lungo termine.

Fissaggio a basso rendimento e efficienza dell'appliance

I crediti sono tipicamente assegnati in base a una riduzione percentuale dell'uso dell'acqua interna rispetto ad una linea base calcolata secondo gli standard di Energy Policy Act. La selezione di apparecchi con etichette WaterSense o valutazioni equivalenti garantisce la conformità.

Raccolte d'acqua piovana e riciclo delle acque grigie

I sistemi di raccolta e riutilizzo dell'acqua in loco offrono le maggiori opportunità di credito. I sistemi di raccolta delle acque piovane raccolgono il deflusso da tetti e altre superfici, lo filtrano e lo immagazzinano per applicazioni non potabili come l'irrigazione, il raffreddamento del trucco della torre e il lavaggio dei servizi igienici. I sistemi di acqua grigia raccolgono acqua da lavandini, docce e lavanderie e lo trattano per un riutilizzo simile.

Irrigazione e paesaggio acqua uso

L'uso dell'acqua all'aperto è spesso trascurato ma rappresenta una parte significativa del consumo totale in alcuni climi. Le specie vegetali native e adattative che richiedono un'irrigazione minima, combinate con i controller intelligenti basati sul tempo e l'irrigazione a goccia, riducono la domanda di acqua del paesaggio del 50 per cento o più. I sensori di pioggia e i sensori di umidità del suolo prevengono l'acqua eccessiva.

Energia rinnovabile e generazione on-site

Integrare fonti di energia rinnovabili direttamente nei sistemi di costruzione riduce la dipendenza dai combustibili fossili alimentati dalla rete e contribuisce direttamente ai crediti energetici in LEED, BREEAM e altri programmi.

Sistemi fotovoltaici solari

Stimolare il sistema per compensare una percentuale significativa di consumo energetico annuo — il 10 per cento o più per alcuni crediti LEED — richiede un'attenta analisi del carico e coordinamento con l'infrastruttura elettrica.

Pompe di calore geotermiche

I sistemi di pompaggio a base di calore a fonte terrestre utilizzano la temperatura stabile della terra per fornire un riscaldamento e un raffreddamento altamente efficienti. Mentre i costi di upfront sono superiori al HVAC convenzionale, il risparmio energetico è sostanziale e coerente sulla vita del sistema.

Tecnologie eoliche ed emergenti

Le turbine eoliche su piccola scala sono possibili in alcuni siti con adeguate risorse eoliche. Le celle a combustibile alimentate da gas naturale o idrogeno stanno anche guadagnando la trazione come soluzioni di generazione in loco.

Integrazione e Commissionazione: Il collegamento mancante

I componenti più efficienti al mondo non si esibiranno bene se non sono adeguatamente integrati e commissionati. Le certificazioni verdi pongono un'enfasi pesante sulla messa in servizio fondamentale e potenziata di tutti i sistemi primari.

Commissione fondamentale

LEED richiede che tutti i sistemi relativi all'energia siano commissionati in base alle esigenze e alla base del progetto del proprietario, il che verifica che l'apparecchiatura sia installata correttamente, i controlli siano programmati correttamente e i sistemi operano come previsto.

Miglioramento della Commissione

La messa in servizio migliorata va oltre coinvolgendo un'autorità di messa in servizio di terze parti durante la fase di progettazione, conducendo visite regolari del sito e effettuando test stagionali. I sistemi sono monitorati per le prestazioni durante il primo anno di occupazione, e tutte le carenze sono corrette.

Commissione basata su sorveglianza

Il monitoraggio delle prestazioni in corso utilizzando sistemi di gestione degli edifici consente ai team di impianti di identificare il degrado o i guasti nei sistemi primari prima che rifiutino le risorse.

Impatto dei sistemi primari sui risultati di certificazione

Un sistema HVAC ben progettato può raggiungere il 30-50 per cento di risparmio energetico rispetto ad un design del codice-minimo. I controlli di illuminazione avanzati con la raccolta della luce del giorno possono ridurre l'uso dell'energia di illuminazione del 60 per cento o più.

Questi guadagni di prestazioni si traducono direttamente in punti di certificazione. Ad esempio, in LEED v4.1 Building Design and Construction, la categoria Energy and Atmosphere offre fino a 30 punti per prestazioni energetiche ottimizzate. Indoor Environmental Quality offre fino a 16 punti per la qualità dell'aria, il comfort termico e l'illuminazione. L'efficienza dell'acqua offre fino a 11 punti. Senza forti sistemi primari, questi punti sono semplicemente inattaccabili.

Oltre a dare un'occhiata ai punti, i sistemi primari ben progettati riducono i costi operativi, migliorano la soddisfazione degli inquilini, aumentano il valore della proprietà e contribuiscono agli obiettivi climatici.

Punti pratici per le squadre di progetto

Ottenere la certificazione attraverso il sistema primario richiede un processo deliberato dalle prime fasi di un progetto.

  • Imposta gli obiettivi delle prestazioni in anticipo. Stabilire l'intensità dell'uso dell'energia, l'intensità dell'uso dell'acqua e gli obiettivi di qualità ambientale indoor prima dell'inizio dello schema.
  • Utilizzare workshop di progettazione integrati. Unisci architetti, ingegneri meccanici, lighting designer e autorità di commissioning per coordinare le interazioni del sistema.
  • Run energy and daylight modeling.[] Utilizza strumenti di simulazione energetica per la costruzione di tutto il mondo come EnergyPlus, IES VE, o eQUEST per valutare le opzioni di progettazione e le prestazioni previste dai documenti.
  • Seleziona le attrezzature basate sul costo del ciclo di vita, non il primo costo. L'attrezzatura ad alta efficienza può portare un upfront premium, ma fornisce costi operativi inferiori e punteggi di certificazione più elevati nel tempo.
  • Plan per la misurazione e la verifica.[ Installare sottometri, sensori e un sistema di automazione di edifici robusto per monitorare le prestazioni e supportare la messa in servizio in corso.

Studi di casi e Benchmarks dell'industria

I progetti reali dimostrano quanto è possibile quando i sistemi primari sono prioritari.Il Bullitt Center di Seattle, spesso chiamato l'edificio commerciale più verde del mondo, utilizza un sistema di scambio termico geotermico, la ventilazione di recupero del calore, e un array solare da 242-kilowatt per raggiungere la certificazione Living Building Challenge. Il suo sistema idrico raccoglie l'acqua piovana per tutte le esigenze di costruzione e tratta le acque reflue sul sito.

Il Edge di Amsterdam, un punto di riferimento per il design di edifici intelligenti, utilizza un sistema HVAC altamente efficiente, combinato con l'illuminazione a LED, alimentato interamente da un sistema Ethernet basato su Ethernet.

In testa: tendenze emergenti nei sistemi primari per le certificazioni verdi

Diversi sviluppi stanno rimodellando come i sistemi primari contribuiscono agli obiettivi di certificazione.

Le pompe di calore che sostituiscono forni a gas e caldaie riducono le emissioni di Scope 1 e si allineano con le vie di certificazione zero-carbonio. Lo stoccaggio dell'energia termica consente agli edifici di spostare i carichi di raffreddamento e riscaldamento fino alle ore di riposo, riducendo la domanda di picco e consentendo un'integrazione energetica più rinnovabile.

I controlli avanzati che utilizzano l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico ottimizzano il funzionamento del sistema in tempo reale. Gli algoritmi predittivi regolano i setpoint HVAC e i programmi di illuminazione basati su modelli di occupazione, previsioni meteo e strutture di tasso di utilità.

Nuovi certificazioni e standard richiedono la misurazione del carbonio incorporato oltre al carbonio operativo. I sistemi primari con una vita di servizio più lunga e il contenuto di carbonio incorporato più basso saranno favoriti come questa tendenza matura.

Conclusioni

I sistemi primari non sono semplicemente componenti da specificare e da installare. Sono la spina dorsale operativa che determina come un edificio esegue in termini di ambiente, economicamente e in termini di soddisfazione degli occupanti. La realizzazione di certificazioni green building dipende dalla progettazione di questi sistemi olistica, dalla messa in servizio e dal monitoraggio continuo.

Per ulteriori informazioni sugli standard di costruzione verde e sulla progettazione del sistema, consultare le risorse dai ]U.S. Green Building Council, [] BREEAM manuali tecnici[], e il International WELL Building Institute].